AT405841B

AT405841B - Verfahren zum aufarbeiten von edelmetallhaltigen materialien

Info

Publication number: AT405841B
Application number: AT0153497A
Authority: AT
Original assignee: Prior Eng Ag
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-11-25
Also published as: RU2213793C2; ATA153497A; WO1999013115A1; DE59811549D1; EP1012350B1; EP1012350A1; CA2303046A1; ZA988144B; AU8963998A

Description

AT 405 841 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufarbeiten von edelmetallhaltigen Materialien, insbesondere von metallurgischen Primärkonzentraten, bei dem die Materialien bei erhöhter Temperatur in der Reihenfolge einer oxidierenden Behandlung, einer reduzierenden Behandlung und einer Chlorierung unter Einsatz von gasförmigen Behandlungsmedien unterzogen werden, wobei Gold und die Platingruppenmetaile im Rückstand verbleiben.

Dieses Verfahren wird in Fachkreisen als Chloroxomatverfahren bezeichnet und in der WO 96/17097 beschrieben. Dabei geht es darum, aus gold- und platingruppenmetallhaltigen Rohmaterialien die Begleitmetalle und andere Beimischungen in der Gasphase zu entfernen, sodaß letztlich ein Rückstand bleibt, in dem Gold und die Platingruppenmetaile angereichert sind. Die Rohmaterialien sind üblicherweise Konzentrate aus der Ni-, Cu- oder Zn-Verhüttung und enthalten z.B. S, Se, Ag, Te, Cu, Ni, As, Sb und Pb als Begleitmetalle bzw. Verunreingung. Zuerst wird das Material mit oxidierendem Gas (Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gasmischung wie z.B. 20 % 02 in Inertgas oder in Luft) bei 200 bis 800, vorzugsweise 400 bis 500*C behandelt, wobei vor allem S und Se entfernt werden, aber auch Metalloxide gebildet und flüchtige Sauerstoffverbindungen entfernt.

Nach Spülen mit Inertgas, z.:B. mit N2, wird mit reduzierendem Gas (Wasserstoff bzw. wasserstoffhälti-ges Gas wie z.B. Stickstoff mit zumindest 1 % H2) bei 200 bis 1000, vorzugsweise 600 bis 800*C behandelt, vor allem um vorher gebildete Metailoxide wieder zum Metall zu reduzieren. Anschließend kann wieder mit Inertgas gespült werden und als Abschluß wird mit Chlorgas bei 800 bis 1300, vorzugsweise 900 bis 1150'C chloriert, wobei flüchtige Chloride (z.B. von Cu, Ni, Ag) entweichen. Nach dem Abkühlen des Materials wird gewaschen, um nichtflüchtige Chloride zu entfernen und man erhält einen Rückstand, der ein Konzentrat von Gold und Platingruppenmetallen ist, das auch z.B. Si02 enthält.

In der US-5364444A wird beschrieben, Flotationskonzentrate, die Gold, Platingruppenminerale, Kupfer, Nickel und Schwefel enthalten, in einer oxidierenden Atmosphäre abzurösten, um den Schwefelgehalt auf etwa 2 % zu senken, die gerösteten Konzentrate sauer (HCl + HN03) zu lagen und die erhaltene Metalllösung auf die einzelnen Metalle aufzuarbeiten, wobei Zementation, Fällung, Solventextraktion und Strippen angewendet werden.

Erfindungsgemäß wird hingegen der Rückstand des Chloroxamatverfahrens einer oxidierenden Säurelaugung unterzogen, aus der flüssigen Phase zuerst der Goldanteil chromatographisch abgetrennt und die verbleibende Flüssigkeit dann chromatographisch in die einzelnen Platingruppenmetaile fraktioniert, wobei die Fraktionierung unter Relativbewegung zwischen einem Teilchenbett in Form eines Zylindermantels und mindestens einer Aufgabestelle für die Flüssigkeit durchgeführt wird.

Die oxidierende Säureiaugung wird vorteilhaft mit chlorgashältiger Salzsäure durchgeführt, oder aber z.B. mit Salzsäure und H202 oder wie üblich mit Königswasser, wobei Gold und die Platingruppenmetaile in Lösung gehen.

Aus dieser Lösung wird zuerst in bekannter Weise der Goldanteil chromatographisch abgetrennt. Als goldselektive lonentauscherharze sind Vinylstyrolharze bekannt, insbesondere Amberlite XAD7, wie in der EP-0408185A beschrieben.

Anschließend an die Goldabscheidung wird die verbleibende Flüssigkeit chromatographisch in die einzelnen Platingruppenmetaile fraktioniert, wobei die Fraktionierung unter Relativbewegung zwischen einem Teilchenbett in Form eines Zylindermantels und mindestens einer Aufgabestelle für die Flüssigkeit durchgeführt wird.

Die Chromatographietechnik, bei der eine Relativbewegung zwischen einem Teilchenbett in Form eines aufrecht stehenden Zylindermantels und mindestens einer an dessen Kopf angeordneten Aufgabestelle für flüssiges Beschickungsmaterial vorgesehen ist, die einzelnen Komponenten in Spiralbahnen das Teilchenmaterial durchlaufen und entlang des unteren Zylindermantelumfangs in verschiedenen Umfangsbereichen gleichzeitig austreten, ist ein kontinuierliches Verfahren und wird annulare Chromatographie genannt. Die kontinuierliche annulare Chromatographie wird international mit CAC abgekürzt.

Dabei sind für die CAC sowohl Vorrichtungen bekannt, bei denen das Teilchenbett stillsteht, als auch solche, bei denen das Teilchenbett gegenüber Aufgabestelle(n) und Auffangstellen rotiert. Als Beispiel einer Literaturstelle, die Vorrichtungen des zweiten Typs im Detail beschreibt sowie einen Überblick über die verschiedensten chromatographischen Methoden bietet, wird die EP-A 371 648 der Union Oil of California genannt.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese Technik in Kombination mit dem Chloroxomatverfahren nicht nur ausgezeichnete Produktausbeuten, sondern auch ausgezeichnete Trennleistung ergibt.

Als besonder geeignet zum Fraktionieren der Platingruppenmetaile sind organische lonentauscher in Form makroporöser sphärischer Gele, insbesondere solche auf Basis von 1) Polysacchariden vom Dextrantyp, 2) vernetzten Polymethacrylaten und 3) vernetzten Polyacrylamiden. 2

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Als Beispiel für unter 1) genannte Produkte werden die Sephadex G lonentauscher der Pharmacia (Schweden) angegeben, die mit Epichlorhydrin vernetzte Dextrane sind. Als Beispiel für unter 2) genannte Produkte werden die Toyopearl HW lonentauscher der Tosohaas (Japan, USA) angegeben, die mit Äthylenglykol vernetzte Polymethylacrylate sind. Als Beispiel für unter 3) genannte Produkte werden die Biogel P lonentauscher der Biorad (USA) angegeben, die Copolymerisate von Acrylamid mit N.N'methylen-bis-acrylamid sind.

Bei der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, der Gasphasenbehandlung des Ausgangsmaterials, tritt ein Gewichtsverlust von 30 bis 35 % auf - dabei werden etwa 95 % Begleitmetalle entfernt. Unvermeidlich ist dabei auch ein Goldverlust von etwa 2 % und ein Palladiumverlust von 0,5 bis 1 %.

Bei der nachfolgenden chromatographischen Goldabscheidung und chromatographischen Platingruppenmetallfraktionierung treten praktisch keine Verluste auf - der Edelmetallgehalt der Säuleneffluents liegt unter 50 ppm, wobei natürlich die Effluents rückgeführt werden. Für die CAC-Fraktionierung der Platingruppenmetalle ist vorteilhaft, den Feed auf ein Oxidationspotential von mindestens 700 mU, insbesondere von 800 bis 1200 mU, zu bringen, um sicherzustellen, daß I,"1 in ΙΛ umgewandelt ist. Diese Oxidation kann wie üblich chemisch, oder aber elektrochemisch im Feederkopf der CAC-Säule erfolgen (anodische Oxidation).

Beispiel

Ausgangsprodukt: Edelmetallkonzentrat "Impala Fe-Grain" 1) Chloroxomatstufe: Feingemahlenes Konzentrat wurde mit 1,56 Gew.-% Maisstärke pelletiert. Die Pellets wurden unter Gasspülung wie folgt wärmebehandelt:

Tabelle 1

Zeit (min.) Gas Strömungsrate (l/h) Temperatur (* C) -15 (Aufheizen) n2 15 450 -15 n2 15 450 -15 n2/h2 15 (jeweils) 550 -15 N2 15 550 -30 02 25 550 -15 n2 15 850 -45 n2/h2 15 (jeweils) 850 -10 (Aufheizen) n2 15 1050 -160 ci2/ n2 Fußnote 1050 -15 n2 15 800 -15 n2/h2 15 (jeweils) 800 -90 n2 10 Raumtemperatur

Fußnote: 30 min lang N2:Cb = 15:25 l/h, dann 130 min lang Cb jeweils 5 min lang mit 16 l/h, dazwischen jeweils N2 1 min. lang mit 50 l/h.

Dabei wurden beim Aufheizen auf 450 *C weiße Dämpfe und bei 450’C Wasserabspaltung: bei der Sauerstoffbehandlung weiße Dämpfe; bei der H2/N2-Behandlung bei 850 *C zuerst weiße, dann rote, dann dunkelbraune Dämpfe sowie Wasserabspaltung; sowie bei der Cb-Behandlung hellbraungraue Dämpfe beobachtet. Der Gewichtsverlust betrug 45,9 Gew.-%. 2) Oxidierende Säurelaugung des Rückstands: Der Rückstand wurde 3 Stunden lang in HCl conc. am Rückfluß gekocht unter Durchleiten von Cl2. Nach 3 Stunden wurde ein Potential der Lösung von 1053 mV gemessen. Die Lösung wurde durch Filtern vom Ungelösten getrennt, mit Wasser 1:1 verdünnt und der Goldanteil durch Laufenlassen der Lösung über eine Amberlite XAD7-Säule abgetrennt. Die Restlösung wurde erneut durch 2 Stunden Rückflußkochen unter Durchperlen von Cb oxidiert und als Feed mit 1 3

Claims

AT 405 841 B ml/min einer CAC-Säule aufgegeben, die mit Toyopearl HW 40 F beschickt war und mit 1 mol/l HCl (15 ml/min) eluiert wurde. Typ: Bett rotiert gegenüber Feed und Fraktionensammler Bettdicke: 0,65 cm 5 Betthöhe: 38,0 cm Bettquerschnitt: 24,4 cm2 Rotation: 95*/h Am Boden der Säule wurden zwei Eluatfraktionen abgenommen - die erste im Winkel von etwa 70* und die zweite im Winkel von etwa 140* gegenüber der Feedstelle, die gegenüber dem Feed folgende 70 Zusammensetzung jeweils in mg/l aufweisen: Tabelle 2 Ausgangsmaterial [mg/l] 1. Fraktion [mg/l] 2. Fraktion [mg/I] Ag 257 < 1 24 Ru 5074 267 104 Au < 1 < 1 < 1 Pd 14991 < 1 4230 Pt 11516 < 1 < 1 Ir 3382 172 89 Rh 9485 5159 < 1 Fe 29 1 < 1 Cu 59 17 < 1 Ni 46 28 < 1 Co 2 < 1 < 1 Pb 3 < 1 < 1 Zn 1 2 < 1 Si 23 2 6 Se 51 5 8 Te 17 3 < 1 As 20 < 1 < 1 P 24 8 3 Re 4 < 1 < 1 Man erkennt, daß Rhodium in die erste Fraktion und Palladium in die zweite Fraktion geht, bei dieser Fahrweise also diese beiden Metalle voneinander trennbar sind. Pt wird an der Säule festgehalten. Patentansprüche i 1 1. Verfahren zum Aufarbeiten von edelmetallhaltigen Materialien, insbesondere von metallurgischen Primärkonzentraten, bei dem die Materialien bei erhöhter Temperatur in der Reihenfolge einer oxidierenden Behandlung, einer reduzierenden Behandlung und einer Chlorierung unter Einsatz von gasförmigen Behandlungsmedien unterzogen werden, wobei Gold und die Platingruppenmetalle im Rückstand verbleiben, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand einer oxidierenden Säurelaugung unterzogen, aus der flüssigen Phase zuerst der Goldanteil chromatographisch abgetrennt und die verbleibende Flüssigkeit dann chromatographisch in die einzelnen Platingruppenmetalle fraktioniert wird, wobei die Fraktionierung unter Relativbewegung zwischen einem Teilchenbett in Form eines Zylindermantels und mindestens einer Aufgabestelle für die Flüssigkeit durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Goldabtrennung an einem Vinylstyrolharz durchgeführt wird. 1
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionierung an einem Gel eines Polysaccharids vom Dextrantyp, an einem vernetzten Polymethacrylatgel oder an einem vernetzten Polyacrylamidgel durchgeführt wird. 4 AT 405 841 B
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierende Säurelaugung mit chlorgashältiger Salzsäure durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Flüssigkeit vor der Fraktionierung auf ein Redoxpotential größer als etwa 700 mV, insbesondere von 800 bis 1200 mV oxidiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidieren auf elektrochemischem Weg durchgeführt wird. 5